系统架构设计师综合知识考前冲刺卷（带答案）

系统架构设计师综合知识考前冲刺卷（带答案）一、判断题（每题2分，共20分）1.管道-过滤器架构风格中，每个组件的输出直接作为下一个组件的输入，具有高复用性、低耦合的特点，适合用于交互性要求高的实时系统。（）2.质量属性中的“性能”指的是系统的响应时间、吞吐量等指标，与系统的资源利用率无直接关联。（）3.软件需求分为功能需求、非功能需求和设计约束三类，其中行业监管要求属于设计约束的范畴。（）4.消息中间件的主要作用是实现分布式系统中不同服务之间的异步通信，能够降低服务间的耦合度，同时提升系统的峰值承载能力。（）5.分布式系统的CAP理论指的是一致性、可用性、分区容错性三个特性无法同时满足，在实际落地中通常优先放弃可用性保障一致性。（）6.防火墙属于网络层安全防护技术，能够有效防范来自应用层的SQL注入攻击。（）7.DevOps是一组过程、方法与系统的统称，核心目标是打通开发、测试、运维的壁垒，提升软件交付的速度和质量。（）8.架构评估方法中的SAAM方法主要针对系统的可修改性进行评估，适合用于预架构阶段的方案选型。（）9.微服务架构中，每个微服务可以独立选择技术栈，因此不需要统一的服务治理机制。（）10.反向代理服务器部署在服务端侧，能够实现负载均衡、缓存静态资源、隐藏服务端真实地址等功能。（）二、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列架构风格中，最适合用于操作系统内核、嵌入式实时控制系统等对可靠性和响应速度要求极高的场景的是？A分层架构风格B事件驱动架构风格C调用-返回架构风格D微服务架构风格2.下列提升系统可用性的策略中，属于被动容错策略的是？A双机热备切换B代码静态扫描C接口参数校验D服务降级预案3.某生鲜电商平台需要实现订单、支付、库存、物流等模块的分布式协同，要求数据最终一致性且峰值承载能力强，下列技术选型中最适合的是？A远程过程调用框架DubboB消息中间件RocketMQC分布式协调服务ZooKeeperD对象存储服务MinIO4.某系统由三个独立的子模块串联组成，三个模块的可靠性分别为0.9、0.95、0.9，若不考虑其他影响因素，该系统的整体可靠性为？A0.7695B0.9167C0.9D0.855.下列安全体系结构中，属于访问控制模型的是？AAES加密模型B公钥基础设施PKIC基于角色的访问控制RBACD入侵检测系统IDS6.按照能力成熟度模型集成（CMMI）的分级标准，能够实现过程量化管理的等级是？A已定义级B已管理级C优化级D量化管理级7.系统架构设计的流程中，下列不属于概念架构设计阶段输出的是？A系统顶层模块划分B核心技术选型方案C详细接口规范D质量属性实现的总体策略8.下列中间件中，属于事务中间件的是？ANginxBRedisCTuxedoDElasticsearch9.下列系统性能优化策略中，属于空间换时间的是？A接口请求合并B多级缓存部署C数据库索引优化D异步非阻塞调用10.下列需求建模方法中，属于结构化建模方法的是？A用例图建模B数据流图建模C类图建模D状态机图建模三、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.下列质量属性中，属于可修改性范畴的子属性有？A可维护性B可扩展性C可移植性D可重用性2.相比于传统单体架构，微服务架构的优势包括？A技术栈选型灵活B服务独立部署迭代C分布式事务复杂度低D系统弹性扩缩容能力强3.下列关于分布式一致性协议的描述中，正确的有？APaxos协议能够在不可靠网络环境下实现强一致性BRaft协议是Paxos的简化实现，更容易落地C两阶段提交协议（2PC）不会出现阻塞问题D最终一致性协议适用于对一致性要求不高的场景，如商品评论展示4.系统架构设计需要遵循的基本原则包括？A单一职责原则B最小冗余原则C按需设计原则D技术优先原则5.下列内容中，属于软件需求规格说明书（SRS）必须包含的有？A功能需求描述B非功能需求描述C系统详细实现代码D验收标准6.下列安全防护技术中，属于应用层安全防护手段的有？AWeb应用防火墙（WAF）B数据脱敏C漏洞扫描D端口过滤7.下列指标中，属于系统性能测试核心指标的有？A平均响应时间B每秒事务数（TPS）C需求覆盖率D错误率8.下列实践中，属于DevOps核心实践的有？A持续集成B持续交付C自动化运维D需求迭代9.系统架构复审的参与角色通常包括？A架构师B开发负责人C产品经理D最终用户10.企业遗留系统的演化策略通常包括？A淘汰B继承C改造D替换四、案例分析题（每题6分，共18分）1.案例背景：某区域生鲜电商平台成立3年，前期采用单体架构开发，随着业务规模扩张，出现迭代效率低、故障影响范围大、扩缩容成本高的问题，技术团队计划将现有单体架构改造为微服务架构。请回答以下问题：（1）架构改造前需要满足的两个核心前提条件是什么？（2）服务拆分的两项核心原则是什么？（3）引入API网关的核心作用有哪些（答出两点即可）？2.案例背景：某省医保政务服务系统面向全省6000万参保群众提供医保查询、异地就医备案、报销申请等服务，要求全年服务可用率不低于99.95%，用户敏感数据零泄露，10000并发下查询接口平均响应时间不超过200ms。请回答以下问题：（1）识别该系统的三个核心质量属性。（2）针对每个核心质量属性，分别给出1项对应的优化策略。3.案例背景：某大型制造企业将原有本地部署的ERP系统迁移至公有云，迁移完成后发现月末核算时段系统响应速度极慢，经初步排查定位是数据库层面出现性能瓶颈，同时存在缓存击穿的问题。请回答以下问题：（1）缓存击穿指的是什么场景？（2）请给出两种解决缓存击穿的可行方案。（3）数据库层面的性能优化策略有哪些（答出两点即可）？五、论述题（每题11分，共22分）1.面向服务架构（SOA）和微服务架构是当前企业级系统常用的两种分布式架构风格，请论述两者的异同点，以及各自适用的业务场景。2.架构权衡分析方法（ATAM）是系统架构评估中常用的方法，请论述ATAM方法的完整实施流程，以及各流程阶段的核心输出成果。---标准答案及解析一、判断题答案及解析1.错。解析：管道-过滤器架构适合批处理类场景，交互性差，不适合交互性要求高的实时系统。2.错。解析：性能指标包含资源利用率，CPU、内存等资源利用率是性能评估的核心组成部分。3.对。解析：设计约束包含政策、行业规范、技术选型限制等，行业监管要求属于设计约束。4.对。解析：消息中间件通过异步解耦、削峰填谷的特性实现分布式通信，降低耦合，提升峰值承载能力。5.错。解析：CAP理论中分区容错性是分布式系统必须保障的，通常优先放弃强一致性，保障可用性，采用最终一致性。6.错。解析：防火墙工作在网络层/传输层，无法识别应用层的SQL注入攻击，需要WAF实现应用层防护。7.对。解析：DevOps的核心目标就是打通开发、测试、运维的流程壁垒，实现快速高质量交付。8.对。解析：SAAM是最早的架构评估方法，核心评估可修改性，适合预架构阶段选型。9.错。解析：微服务架构虽然技术栈灵活，但需要统一的服务注册发现、流量管控、熔断降级等治理机制，否则会出现服务混乱的问题。10.对。解析：反向代理部署在服务端，实现负载均衡、静态资源缓存、隐藏服务端真实IP等功能。二、单项选择题答案及解析1.C。解析：调用-返回架构风格的执行流程可控，响应速度快，可靠性高，适合操作系统内核、嵌入式实时系统；分层架构适合分层清晰的企业应用，事件驱动适合异步处理场景，微服务适合互联网业务场景。2.A。解析：被动容错是指故障发生后自动切换恢复，双机热备切换属于被动容错；静态扫描、参数校验属于事前的错误避免，服务降级属于主动容错。3.B。解析：消息中间件能够实现异步解耦、削峰填谷，保障分布式场景下的最终一致性，适合订单、支付等协同场景；Dubbo是同步RPC框架，ZooKeeper是分布式协调组件，MinIO是对象存储。4.A。解析：串联系统的可靠性是各模块可靠性的乘积，0.90.950.9=0.7695。5.C。解析：RBAC是基于角色的访问控制模型，属于访问控制范畴；AES是加密算法，PKI是公钥基础设施，IDS是入侵检测系统。6.D。解析：CMMI等级中，量化管理级实现过程的量化管理；已管理级是项目级过程规范，已定义级是组织级过程规范，优化级是持续优化。7.C。解析：详细接口规范属于详细架构设计阶段的输出，概念架构阶段输出顶层模块划分、核心技术选型、质量属性总体策略。8.C。解析：Tuxedo是经典的事务中间件，保障分布式事务的一致性；Nginx是反向代理，Redis是缓存中间件，Elasticsearch是搜索引擎中间件。9.B。解析：多级缓存通过占用存储空间减少后端访问，属于空间换时间；请求合并、索引优化、异步调用属于时间优化或逻辑优化。10.B。解析：数据流图是结构化建模的核心工具；用例图、类图、状态机图属于UML建模，是面向对象的建模方法。三、多项选择题答案及解析1.ABD。解析：可修改性包含可维护性、可扩展性、可重用性；可移植性属于独立的质量属性，不属于可修改性范畴。2.ABD。解析：微服务架构的优势是技术栈灵活、独立部署、弹性扩缩容，但是分布式事务的复杂度远高于单体架构，C错误。3.ABD。解析：2PC存在同步阻塞、单点故障等问题，C错误；其余选项描述均正确。4.ABC。解析：架构设计遵循业务驱动原则而非技术优先原则，技术优先会导致过度设计，D错误；其余均为架构设计基本原则。5.ABD。解析：软件需求规格说明书包含功能需求、非功能需求、验收标准等，不包含详细实现代码，C错误。6.ABC。解析：端口过滤属于网络层安全防护手段，其余均属于应用层安全防护。7.ABD。解析：性能测试核心指标包括平均响应时间、TPS、错误率、并发数等，需求覆盖率是测试用例的评估指标，不属于性能测试指标。8.ABC。解析：DevOps核心实践包括持续集成、持续交付、自动化运维、监控告警等，需求迭代属于产品管理范畴，不属于DevOps核心实践。9.ABC。解析：架构复审参与角色包括架构师、开发负责人、测试负责人、产品经理等，通常不需要最终用户参与。10.ABCD。解析：遗留系统演化策略包括淘汰、继承、改造、替换四类，根据遗留系统的业务价值和技术成熟度选择合适的策略。四、案例分析题答案及评分标准（1）前提条件（2分，答出1点得1分）：①现有单体系统的业务边界梳理清晰，核心领域模型完成划分；②团队具备微服务开发、运维的技术储备和工具支撑。（2）拆分原则（2分，答出1点得1分）：①按照业务域拆分，单一职责，每个微服务对应独立的业务领域；②优先拆分迭代频率高、资源消耗大的业务模块，逐步推进拆分，避免一次性全量改造。（3）API网关作用（2分，答出1点得1分）：①统一入口，实现请求路由、负载均衡；②实现统一的身份认证、权限校验、流量管控，减少重复开发。解题思路：本题考察微服务改造的核心流程，需要结合实际改造场景回答，避免理论脱离实际。（1）核心质量属性（3分，答出1点得1分）：可用性、安全性、性能。（2）优化策略（3分，对应每个属性答出1点得1分）：①可用性：采用多可用区部署、故障自动切换机制，保障服务可用率；②安全性：采用数据传输加密、敏感数据存储脱敏、权限最小化控制，保障数据不泄露；③性能：采用多级缓存、读写分离、分布式部署，提升高并发下的响应速度。解题思路：本题考察质量属性的识别和优化策略，需要结合政务系统的实际要求对应质量属性，策略要贴合场景，不可泛泛而谈。（1）缓存击穿定义（2分）：指某一个热点key过期失效，瞬间大量请求直接打到数据库，导致数据库压力骤增的场景。（2）缓存击穿解决方案（2分，答出1点得1分）：①热点key设置永久不过期，后台异步更新缓存；②加分布式锁，同一时间只有一个请求回源更新缓存，其余请求等待缓存更新后再访问。（3）数据库性能优化策略（2分，答出1点得1分）：①优化慢SQL，添加合理的索引；②采用读写分离、分库分表的架构，分散数据库压力。解题思路：本题考察缓存常见问题和数据库性能优化，需要准确区分缓存穿透、击穿、雪崩的不同场景，解决方案要具备可落地性。五、论述题答案及评分标准（1）相同点（3分，答出1点得1分）：①都是分布式架构风格，核心目标是提升系统的可扩展性、可维护性；②都遵循服务化拆分、松耦合、高内聚的设计原则；③都需要服务治理、通信协议、服务注册发现等支撑组件。（2）不同点（5分，答出1点得1分）：①粒度不同：SOA的服务粒度较粗，通常对应一个业务系统，微服务粒度较细，对应单个业务能力；②通信协议不同：SOA通常采用ESB作为通信总线，协议较重，微服务采用轻量级的HTTP、RPC协议通信，无中心化总线；③治理方式不同：SOA采用集中式治理，所有服务都接入ESB管控，微服务采用去中心化治理，可根据业务需求灵活管控；④